Image Encryption using the chaos function and elementary matrix operations

혼돈함수와 기본 행렬 연산을 이용한 영상의 암호화

Due to the spread of mobile communication with the development of computer network, nowadays various types of multimedia data play an important role in many areas such as entertainments, culture contents, e-commerce or medical science. But for the real application of these data, the security in the course of saving or transferring them through the public network should be assured. In this sense, many encryption algorithm have been developed and utilized. Nonetheless, most of them have focused on the text data. So they may not be suitable to the multimedia application because of their large size and real time constraint. In this paper, a chaotic map has been employed to create a symmetric stream type of encryption scheme which may be applied to the digital images with a large amounts of data. Then an efficient algebraic encryption algorithm based on the elementary operations of the Boolean matrix and image data characteristics.

오늘날 컴퓨터 네트워크의 발전과 휴대통신의 광범위한 보급으로 연예 오락, 영상 문화콘텐츠, 전자상거래 또는 의료분야에 이르기 까지 멀티미디어 자료의 응용은 매우 중요한 위치를 차지하고 있다. 그러나 실제 이들 자료들이 발달된 통신망을 통하여 효율적으로 전파, 활용되기 위해서는 무엇보다도 이들을 저장하거나 전송하는 과정에서 충분한 안정성이 전제되어야 할 것이다. 이를 위하여 오늘날 많은 암호화 방법들이 개발되어 응용되고 있다. 그러나 대부분 원문에 대한 자료를 텍스트에 기반으로 하게 됨으로, 영상과 같이 자료의 양이 방대하고 실시간 처리하는데 제약이 존재하는 멀티미디어 자료에 직접 적용하기는 문제점이 많다. 이에 본 논문에서는 먼저 복잡성과 초기 조건에 대한 민감성 등 카오스적 특성을 지닌 Logistic 함수를 이용한 암호화 기법을 도입하고 다음으로 비트평면상에서 Boolean 행렬의 기본 연산을 이용한 대수적 암호화 알고리즘을 수행함으로써 효과적인 영상 암호화 방법을 제시하였다.